JP6838351B2 - 作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置及びスプール位置検出方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、油圧式のクレーン装置等の作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置及びスプール位置検出方法に関するものである。

従来、作業機械としては、例えば、車両搭載型のクレーン装置等、油圧式のアクチュエータと、バルブボディとバルブスプールとを有しバルブボディに対してバルブスプールを移動させることによりアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、バルブボディに対してバルブスプールを駆動させるバルブ操作機構と、バルブスプールと共に移動する被検出体との距離に応じた信号を出力する位置検出部と、を備えたものが知られている（例えば、引用文献１参照）。前記作業機械では、バルブ操作機構によってバルブスプールを駆動させる際に、位置検出部によってバルブボディに対するバルブスプールの位置を検出することで、例えばエンジン等の駆動源の出力を制御している。

コントロールバルブは、バルブスプールが付勢手段によってバルブボディに対する移動範囲の中間部に向かって付勢されており、付勢手段によって保持された位置である中立位置を基準としてバルブスプールの位置が検出されている。

特許第４７０７８７２号公報

コントロールバルブは、バルブボディやバルブスプールの製造時に寸法の誤差が生じる場合がある。寸法の誤差が大きいコントロールバルブを備えた作業機械では、位置検出部によってバルブスプールの移動範囲の端部が検出されていても、実際にはバルブスプールが移動範囲の端部に位置していない場合や、位置検出部によってバルブスプールの移動範囲の端部が検出されていなくても、実際にはバルブスプールが移動範囲の端部に位置している場合が生じ得る。この場合には、作業者がアクチュエータを最大出力となるように操作を入力しても、最大出力での動作とならない場合や、遠隔操作で最大出力となるように操作を入力していなくても、最大出力での動作となる場合が生じ得る。

本発明の目的とするところは、寸法の誤差を有するコントロールバルブであってもバルブボディに対するバルブスプールの位置を正確に検出することのできる作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置及びスプール位置検出方法を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、バルブボディに対してバルブスプールを移動させることにより油圧式のアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、コントロールバルブを操作するバルブ操作機構と、を備えた作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置であって、互いにバルブスプールの移動する方向に並ぶように配置され、バルブスプールと共に移動する被検出体との距離に応じた信号を出力する一対の位置検出部と、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の一端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との第１関係式を取得する第１関係式取得手段と、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の他端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との第２関係式を取得する第２関係式取得手段と、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号を記憶する信号記憶手段と、一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づいてバルブスプールの位置を取得する際に、一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と信号記憶手段によって記憶したバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号との関係から、取得するバルブスプールの位置が中立位置からバルブスプールの移動範囲の一端側と他端側のいずれにあるかを判断して、第１関係式取得手段で取得した第１関係式または第２関係式取得手段で取得した第２関係式を設定する関係式設定手段と、関係式設定手段によって設定された関係式を用いて一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づくバルブスプールの位置を取得するスプール位置取得手段と、を備えている。

また、本発明は、前記目的を達成するために、バルブボディに対してバルブスプールを移動させることによりアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、コントロールバルブを操作するバルブ操作機構と、互いにバルブスプールの移動する方向に並ぶように配置されバルブスプールと共に移動する被検出体との距離に応じた信号を出力する一対の位置検出部と、を備え、一対の位置検出部のそれぞれの出力した信号に基づいてバルブボディに対するバルブスプールの位置を検出する作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出方法であって、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第１位置検出信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の一端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第２位置検出信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の他端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第３位置検出信号と、を記憶する信号記憶工程と、信号記憶工程において記憶した第１位置検出信号及び第２位置検出信号に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との関係式を取得する第１関係式取得工程と、信号記憶工程において記憶した第１位置検出信号及び第３位置検出信号に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との関係式を取得する第２関係式取得工程と、バルブスプールの位置を取得する際に、第１位置検出信号と第２，第３位置検出信号との関係から、取得するバルブスプールの位置が中立位置からバルブスプールの移動範囲の一端側と他端側のいずれにあるかを判断して、一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と第１位置検出信号との関係に基づいて第１関係式取得工程で取得した第１関係式または第２関係式取得工程で取得した第２関係式を設定する関係式設定工程と、関係式設定工程において設定した関係式を用いて一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づくバルブスプールの位置を取得するスプール位置検出工程と、を有している。

これにより、バルブボディに対するバルブスプールの所定位置を中心に、バルブスプールの移動範囲の一端側の範囲と他端側の範囲とで、互いに異なる関係式に基づいてバルブスプールの位置が取得されることから、寸法の誤差を有するコントロールバルブにおいても正確なバルブスプールの位置が取得される。

本発明によれば、寸法の誤差を有するコントロールバルブにおいても正確なバルブスプールの位置を取得することができるので、駆動源の出力を正確なバルブスプールの位置に対応する出力とすることができ、作業者の操作入力の通りの動作速度でアクチュエータを駆動させることが可能となる。

本発明の一実施形態を示すクレーン装置を搭載した車両の斜視図である。 クレーン装置の正面図である。 油圧供給装置及び制御系を示す概略構成図である。 バルブスプールの位置とスプール位置検出器の出力電圧との関係を示す図である。 関係式設定処理を示すフローチャートである。

図１乃至図５は、本発明の一実施形態を示すものである。

本発明のスプール位置検出装置及びスプール位置検出方法は、図１に示すように、車両１に搭載される作業機械としてのクレーン装置１０に適用されるものである。

車両１は、シャシフレーム２の前側に設けられたキャブ３と、シャシフレーム２の後側に設けられた荷台４と、を備えており、キャブ３と荷台４との間のシャシフレーム２にクレーン装置１０が搭載される。車両１は、エンジンの動力によって走行する。

クレーン装置１０は、図２に示すように、シャシフレーム上に固定される基台２０と、基台２０の左右両側に設けられたアウトリガ３０と、基台２０の上面に旋回自在に設けられた旋回台４０と、旋回台４０に対して起伏自在に設けられたブーム５０と、ブーム５０の先端側から垂下されるワイヤロープ６０と、を備えている。

各アウトリガ３０は、基台２０の幅方向両側からそれぞれ幅方向外側に向かって移動可能に設けられるとともに、油圧式のジャッキシリンダによって下方に向かって伸長可能である。アウトリガ３０は、下端を接地させて車両１を支持することにより、クレーン作業時における車両１の傾きや転倒を防止する。

旋回台４０は、ボールベアリング式やローラーベアリング式の旋回サークルによって基台２０に対して旋回自在に設けられ、油圧式の旋回モータによって旋回するように構成されている。また、旋回台４０の上面には、上下方向に延びる旋回ポスト４１が設けられ、旋回ポスト４１の上端側にブーム５０が起伏自在に連結されている。

ブーム５０は、複数のブーム部材５１〜５４からなり、ブーム部材５１〜５３の内部に先端側に隣り合うブーム部材５２〜５４が収納可能な多段式に構成されている。最基端側のブーム部材５１は、基端部が旋回ポスト４１の上端側に上下方向に揺動自在に連結されている。ブーム部材５１の基端側と旋回ポスト４１との間には、油圧式の起伏シリンダ５５が連結され、起伏シリンダ５５の伸縮動作によってブーム５０を起伏させる。また、最基端側のブーム部材５１内には、油圧式の伸縮シリンダが設けられ、伸縮シリンダの伸縮動作によってブーム５０の伸縮動作を行う。

ワイヤロープ６０は、旋回ポストに設けられたウインチに巻き掛けられ、ウインチの巻き込みまたは繰り出しの動作によってブーム５０の先端部から繰り出される長さが変えられる。ブーム５０の先端部から繰り出されたワイヤロープ６０には、フックブロック６１が係止され、フックブロック６１は、ブーム５０の先端部から垂下された状態となる。フックブロック６１には吊荷を係止可能であり、フックブロック６１に係止された吊荷はブーム５０の先端部から吊り下げられる。

各ジャッキシリンダ、旋回モータ、起伏シリンダ５５、伸縮シリンダおよびウインチモータ等の複数のアクチュエータ７０は、作動油が供給されることによって作動する。複数のアクチュエータ７０のそれぞれを作動させる作動油は、図３に示すように、油圧供給装置８０によって供給される。図３では、起伏シリンダ５５についてのみ示す。

油圧供給装置８０は、図３に示すように、ＰＴＯ（パワーテイクオフ）機構によって取り出されたエンジンの動力によって駆動する油圧ポンプ８１と、油圧ポンプ８１から吐出された作動油の起伏シリンダ５５（アクチュエータ７０）に対する供給や排出等の流れを制御するためのコントロールバルブ８２と、コントロールバルブ８２を操作するためのバルブ操作機構８３と、を備え、これらは作動油回路８４に接続されている。

コントロールバルブ８２は、複数のアクチュエータ７０のそれぞれに対して設けられるものである。コントロールバルブ８２は、中空のバルブボディと、バルブボディ内において所定範囲内を移動自在に設けられたバルブスプール８２ａと、を有している。コントロールバルブ８２は、バルブボディに対してバルブスプール８２ａを移動させることで、作動油の流路が切り替えられるようになっている。コントロールバルブ８２は、バルブスプール８２ａの一端側及び他端側に設けられた付勢手段としてのスプリング８２ｂの付勢力によって、バルブスプール８２ａがバルブボディに対する移動範囲の中間部に保持されている。バルブスプール８２ａは、バルブボディに対する移動範囲において、スプリング８２ｂによって保持される位置が中立位置となる。コントロールバルブ８２は、バルブスプール８２ａが中立位置に位置している状態で、起伏シリンダ５５に対して作動油を供給することはない。

バルブスプール８２ａの一端部には、図２に示す操作レバー８５が連結されており、操作レバー８５に対する入力によってもバルブスプール８２ａの操作が可能である。

バルブ操作機構８３は、バルブスプール８２ａを操作するための油圧式のバルブ操作シリンダ８３ａと、油圧ポンプ８１とバルブ操作シリンダ８３ａとの間の作動油の流路を切り替えるための一対の流路切替バルブ８３ｂ，８３ｃと、を有している。

バルブ操作シリンダ８３ａは、クレーン装置１０側の部材に設けられた円筒状のシリンダチューブ８３ａ１と、シリンダチューブ８３ａ１内を移動可能なピストン８３ａ２と、ピストン８３ａ２の軸方向一端面とバルブスプール８２ａの他端部とを連結するピストンロッド８３ａ３と、を有している。バルブ操作シリンダ８３ａは、作動油を縮小側油室８３ａ４に供給することによって縮小動作を行う。また、バルブ操作シリンダ８３ａは、作動油を伸長側油室８３ａ５に供給することによって伸長動作を行う。バルブ操作シリンダ８３ａは、伸縮動作を行うことにより、コントロールバルブ８２のバルブスプール８２ａを移動させる。

また、バルブ操作シリンダ８３ａは、ピストン８３ａ２の軸方向他端面からピストンロッド８３ａ３と反対側に向かって延びるセンサロッド８３ａ６、を有している。センサロッド８３ａ６の先端部には、後述するスプール位置検出器の可動鉄心が設けられている。

一対の流路切替バルブ８３ｂ，８３ｃは、それぞれ３ポートの単動電磁弁であり、ソレノイドが励磁された状態でＰポートとＡポートを連通してＴポートを閉鎖し、ソレノイドが非励磁の状態でＴポートとＡポートを連通してＰポートを閉鎖するものである。

作動油回路８４において、油圧ポンプ８１の吸入側は、作動油タンク８４ａに接続されている。油圧ポンプ８１の吐出側は、コントロールバルブ８２及び一対の流路切替バルブ８３ｂのそれぞれのＰポートが互いに並列に接続されている。また、コントロールバルブ８２及び一対の流路切替バルブ８３ｂ，８３ｃのそれぞれのＴポートには、作動油タンク８４ａが接続されている。さらに、油圧ポンプ８１の吐出側には、リリーフ弁８４ｂを介して作動油タンク８４ａが接続されている。コントロールバルブ８２のＡポート及びＢポートには、起伏シリンダ５５（アクチュエータ７０）が接続されている。また、一方の流路切替バルブ８３ｂのＡポートは、バルブ操作シリンダ８３ａの縮小側油室８３ａ４に接続されている。さらに、他方の流路切替バルブ８３ｃのＡポートは、バルブ操作シリンダ８３ａの伸長側油室８３ａ５に接続されている。

また、クレーン装置１０は、図３に示すように、油圧供給装置８０の動作に関する制御を行うためのコントローラ９０と、油圧供給装置８０の遠隔操作を行うための遠隔操作器１００と、を備えている。

コントローラ９０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有している。コントローラ９０は、入力側に接続された装置からの入力信号を受信すると、ＣＰＵが、入力信号に基づいてＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出すとともに、入力信号によって検出された状態をＲＡＭに記憶したり、出力側に接続された装置に出力信号を送信したりする。

コントローラ９０には、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの位置を検出するためのスプール位置検出器９１と、一対の流路切替バルブ８３ｂ，８３ｃと、遠隔操作器１００と無線通信を行うための無線通信部９２と、が接続されている。

スプール位置検出器９１は、クレーン装置１０側の部材に設けられた１つの１次コイル９１ａと、一対の位置検出部としての一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃと、センサロッド８３ａ６の先端部に設けられた被検出体としての可動鉄心９１ｄと、からなる差動トランス式の変位センサである。

１次コイル９１ａ及び一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃは、それぞれ銅線を可動鉄心９１ｄの外周側を囲むように巻き回したものであり、可動鉄心９１ｄの移動する方向において１次コイル９１ａの両側に一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃが配置されている。スプール位置検出器９１は、１次コイル９１ａに交流の電流を流して１次コイル９１ａを励磁すると、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃから可動鉄心９１ｄの位置に応じた電圧が出力される。コントローラ９０には、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃから出力されたそれぞれの電圧が入力信号として入力される。

遠隔操作器１００は、クレーン作業を行う作業者が手に持った状態でクレーン装置１０の操作を行うものである。遠隔操作器１００には、油圧供給装置８０の遠隔操作に関する制御を行うための遠隔操作コントローラ１１０と、電源スイッチやアクチュエータ７０を駆動させる操作を入力するためのスイッチ等の操作入力部１２０と、無線通信部９２を介してコントローラ９０と通信を行うための無線通信部１３０と、を有している。

以上のように構成されたクレーン装置１０では、操作レバー８５及び遠隔操作器１００の操作入力部１２０の操作がなされていない状態において、コントロールバルブ８２は、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの位置が中立位置となっている。作業者が操作レバー８５または遠隔操作器１００の操作入力部１２０の操作を行うと、操作レバー８５の操作量または操作入力部１２０の操作量に応じてバルブスプール８２ａがバルブボディに対して移動する。これにより、油圧ポンプ８１の吐出側とアクチュエータ７０との間の作動油の流路が連通し、油圧ポンプ８１から吐出された作動油は、アクチュエータ７０に供給され、アクチュエータ７０が駆動される。操作レバー８５及び操作入力部１２０の操作を中止すると、バルブスプール８２ａは、スプリング８２ｂの付勢力によって中立位置に戻る。これにより、アクチュエータ７０に対する作動油の供給が停止され、アクチュエータ７０の駆動が停止される。

クレーン作業が行われている状態において、コントローラ９０は、スプール位置検出器９１の一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧Ｖ１，Ｖ２［Ｖ］に基づいてバルブボディに対するバルブスプール８２ａの位置Ｌ［ｍｍ］を取得し、取得したバルブスプール８２ａの位置Ｌに基づいてエンジンの出力制御を行う。

ここで、バルブスプール８２ａの位置Ｌ［ｍｍ］は、バルブスプール８２ａの中立位置からの移動距離で表される。また、バルブスプール８２ａは、図３において、右方向への移動を正（＋）方向の動作と定義し、左方向への移動を負（−）方向の動作と定義して記載する。

バルブスプール８２ａの位置Ｌ［ｍｍ］とスプール位置検出器９１の一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧Ｖ１，Ｖ２［Ｖ］との関係は、次式（１）の関係を有する。

Ｌ＝Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）×α＋β・・・（１）

ここで、α及びβは、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧Ｖ１，Ｖ２が後述する所定の関係を満たすか否かでそれぞれ設定される定数である。

また、クレーン装置１０では、コントロールバルブ８２、バルブ操作シリンダ８３ａ及びスプール位置検出器９１それぞれの寸法の誤差や組み付け状態の差異が生じることによって、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に対応するバルブスプール８２ａの位置Ｌがクレーン装置１０毎に異なる場合が生じ得る。

そこで、クレーン装置１０の製造時やメンテナンス時において、クレーン装置１０毎にバルブスプール８２ａの位置の検出に関してスプール位置検出設定作業を行う。スプール位置検出設定作業では、バルブスプール８２ａの複数の位置に対応する一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２を記憶する出力電圧記憶工程と、記憶した一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃのそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいて関係式を取得する関係式取得工程と、を行う。

出力電圧記憶工程において、コントローラ９０は、図４に示すように、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの中立位置Ｌ０における２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚを記憶する。式（１）の変数Ｌに中立位置Ｌ０を代入し、変数Ｖ１に出力電圧Ｖ１ｚを代入し、変数Ｖ２に出力電圧Ｖ２ｚを代入すると、次式（２）となる。

Ｌ０＝Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）×α＋β・・・（２）

また、コントローラ９０は、バルブスプール８２ａの正方向側の所定位置Ｌｐｓにおける２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｐｓ，Ｖ２ｐｓを記憶する。ここで、バルブスプール８２ａの正方向側の所定位置Ｌｐｓは、バルブスプール８２ａを正方向側の移動範囲の端部の位置とする。式（１）の変数Ｌに正方向側の所定位置Ｌｐｓを代入し、変数Ｖ１に出力電圧Ｖ１ｐｓを代入し、変数Ｖ２に出力電圧Ｖ２ｐｓを代入すると、次式（３）となる。

Ｌｐｓ＝Ｖ１ｐｓ／（Ｖ１ｐｓ＋Ｖ２ｐｓ）×α＋β・・・（３）

さらに、コントローラ９０は、バルブスプール８２ａの負方向側の所定位置Ｌｍｓにおける２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｍｓ，Ｖ２ｍｓを記憶する。ここで、バルブスプール８２ａの負方向側の所定位置Ｌｍｓは、バルブスプール８２ａを負方向側の移動範囲の端部の位置とする。式（１）の変数Ｌに負方向側の所定位置Ｌｍｓを代入し、変数Ｖ１に出力電圧Ｖ１ｍｓを代入し、変数Ｖ２に出力電圧Ｖ２ｍｓを代入すると、次式（４）となる。

Ｌｍｓ＝Ｖ１ｍｓ／（Ｖ１ｍｓ＋Ｖ２ｍｓ）×α＋β・・・（４）

次に、関係式取得工程において、式（２）及び式（３）に基づいて定数α及びβを算出する（α＝αｐ、β＝βｐ）。式（１）の定数α及びβに算出した定数αｐ及びβｐを代入することで、バルブスプールの位置Ｌと２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２との第１関係式が次式（５）のように求められる。

Ｌ＝Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）×αｐ＋βｐ・・・（５）

また、式（２）及び式（４）に基づいて定数α及びβを算出する（α＝αｍ、β＝βｍ）。式（１）の定数α及びβに算出した定数αｍ及びβｍを代入することで、バルブスプールの位置Ｌと２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２との第２関係式が次式（６）のように求められる。

Ｌ＝Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）×αｍ＋βｍ・・・（６）

クレーン装置１０による作業時において、コントローラ９０は、２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてバルブスプール８２ａの位置Ｌを取得する際に、第１関係式（５）または第２関係式（６）を設定する関係式設定処理を行う。このときのコントローラ９０の動作を図５のフローチャートを用いて説明する。

（ステップＳ１）
ステップＳ１においてＣＰＵは、コントロールバルブ８２が操作されているか否かを判定する。コントロールバルブ８２が操作されていると判定した場合にはステップＳ２に処理を移し、コントロールバルブ８２が操作されていると判定しなかった場合には関係式設定処理を終了する。

（ステップＳ２）
ステップＳ１においてコントロールバルブ８２が操作されていると判定した場合に、ステップＳ２においてＣＰＵは、２次コイル９１ｂ，９１ｃのそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２と、バルブスプール８２ａの中立位置において記憶した出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚと、がＶ１／（Ｖ１＋Ｖ２）≧Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）の関係を満たすか否かを判定する。Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）≧Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）の関係を満たすと判定した場合にはステップＳ３に処理を移し、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）≧Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）の関係を満たすと判定しなかった場合にはステップＳ４に処理を移す。

（ステップＳ３）
ステップＳ２においてＶ１／（Ｖ１＋Ｖ２）≧Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）の関係を満たすと判定した場合に、ステップＳ３においてＣＰＵは、第１関係式（５）を設定し、関係式設定処理を終了する。
関係式設定処理を終了したコントローラ９０は、設定した第１関係式（５）及び２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてバルブスプール８２ａの位置Ｌを算出し、算出したバルブスプール８２ａの位置Ｌに対応するエンジンの出力とすることで、アクチュエータ７０の動作速度を制御する。

（ステップＳ４）
ステップＳ２においてＶ１／（Ｖ１＋Ｖ２）≧Ｖ１ｚ／（Ｖ１ｚ＋Ｖ２ｚ）の関係を満たすと判定しなかった場合に、ステップＳ４においてＣＰＵは、第２関係式（６）を設定し、関係式設定処理を終了する。
関係式設定処理を終了したコントローラ９０は、設定した第２関係式（６）及び２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてバルブスプール８２ａの位置Ｌを算出し、算出したバルブスプール８２ａの位置Ｌに対応するエンジンの出力とすることで、アクチュエータ７０の動作速度を制御する。

このように、本実施形態の作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置によれば、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの中立位置Ｌ０における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚと、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの移動範囲の一端における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｐｓ，Ｖ２ｐｓと、に基づいて、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２とバルブスプール８２ａの位置Ｌとの第１関係式を取得し、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの中立位置Ｌ０における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚと、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの移動範囲の他端における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｍｓ，Ｖ２ｍｓと、に基づいて、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２とバルブスプール８２ａの位置Ｌとの第２関係式を取得し、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてバルブスプール８２ａの位置Ｌを取得する際に、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２と、バルブスプール８２ａの中立位置Ｌ０における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚと、に基づいて第１関係式または第２関係式を設定し、設定した関係式を用いて一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づくバルブスプール８２ａの位置を取得している。

また、本実施形態の作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出方法によれば、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの中立位置Ｌ０における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚと、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの移動範囲の一端における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｐｓ，Ｖ２ｐｓと、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの移動範囲の他端における一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１ｍｓ，Ｖ２ｍｓと、を記憶する出力電圧記憶工程と、出力電圧記憶工程において記憶した出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚ及び出力電圧Ｖ１ｐｓ，Ｖ２ｐｓに基づいて、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２とバルブスプール８２ａの位置Ｌとの第１関係式を取得する第１関係式取得工程と、信号記憶工程において記憶した出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚ及び出力電圧Ｖ１ｍｓ，Ｖ２ｍｓに基づいて、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２とバルブスプール８２ａの位置Ｌとの第２関係式を取得する第２関係式取得工程と、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づいてバルブスプール８２ａの位置Ｌを取得する際に、一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２と出力電圧Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚとの関係に基づいて第１関係式または第２関係式を設定する関係式設定工程と、関係式設定工程において設定した関係式を用いて一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃそれぞれの出力電圧Ｖ１，Ｖ２に基づくバルブスプール８２ａの位置Ｌを取得するスプール位置検出工程と、を有している。

これにより、寸法の誤差を有するコントロールバルブ８２においても正確なバルブスプール８２ａの位置を取得することができるので、エンジンの出力を正確なバルブスプール８２ａの位置に対応した出力とすることができ、作業者の操作入力の通りの動作速度でアクチュエータ７０を駆動させることが可能となる。

また、バルブスプール８２ａの移動範囲の中間部においてスプリング８２ｂによって保持される中立位置Ｌ０を基準として正方向側と負方向側とで関係式を取得している。

これにより、中立位置Ｌ０がバルブスプール８２ａの移動範囲の中央部になく、中立位置から正方向側の端部と負方向側の端部とで移動距離が異なる場合においても、正方向側及び負方向側のそれぞれにおいてバルブスプール８１ａの位置を正確に取得することができる。

尚、前記実施形態では、作業機械として車両１に搭載されるクレーン装置１０を示したが、これに限られるものではない。油圧式のアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するためのコントロールバルブを備えた作業機械であれば、ラフテレーンクレーン等の移動式クレーンや高所作業車、掘削機であっても本発明を適用することが可能である。

また、前記実施形態では、スプール位置検出器９１として差動トランス式の変位センサを示したが、これに限られるものではない。バルブスプール８２ａと共に移動する被検出体を、バルブスプール８２ａの移動方向に配置された一対の位置検出部で検出するものであれば差動トランス式の変位センサに限られるものではない。

また、前記実施形態では、バルブボディに対するバルブスプール８２ａの中立位置及び移動範囲の両端部の３か所の位置Ｌ及びその位置Ｌにおける一対の２次コイル９１ｂ，９１ｃの出力電圧に基づいて関係式を構成し、バルブスプール８２ａの位置Ｌを取得するようにしたものを示したが、これに限られるものではない。バルブスプールの位置と位置検出部の出力信号が非線形の関係を有する場合には、中立位置と移動範囲の端部との間を複数の区間に分割し、区間毎に関係式を取得するようにしてもよい。この場合には、バルブスプール８２ａの位置をより正確に取得することが可能となる。

また、前記実施形態では、バルブスプール８２ａの正方向側の所定位置Ｌｐｓと負方向側の所定位置Ｌｍｓを、それぞれバルブスプール８２ａの移動範囲の端部としたものを示したが、これに限られるものではない。バルブスプール８２ａの正方向側の所定位置Ｌｐｓと負方向側の所定位置Ｌｍｓを、それぞれ作業機械の動作時において実際に使用されるバルブスプールの移動範囲の端部としてもよい。

また、前記実施形態では、油圧式のバルブ操作シリンダ８３ａの伸縮動作でコントロールバルブ８２のバルブスプール８２ａを移動させるバルブ操作機構を示したが、これに限られるものではない。例えば、電動モータの動力でバルブスプール８２ａを移動させるバルブ操作機構に対して本発明を適用することができる。

１０…クレーン装置、５５…起伏シリンダ、７０…アクチュエータ、８０…油圧供給装置、８２…コントロールバルブ、８２ａ…バルブスプール、８２ｂ…スプリング、８３…バルブ操作機構、９０…コントローラ、９１…スプール位置検出器、９１ｂ，９１ｃ…２次コイル、９１ｄ…可動鉄心。

Claims (4)

1. バルブボディに対してバルブスプールを移動させることにより油圧式のアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、コントロールバルブを操作するバルブ操作機構と、を備えた作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置であって、
   互いにバルブスプールの移動する方向に並ぶように配置され、バルブスプールと共に移動する被検出体との距離に応じた信号を出力する一対の位置検出部と、
   バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の一端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との第１関係式を取得する第１関係式取得手段と、
   バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の他端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と、に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との第２関係式を取得する第２関係式取得手段と、
   バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号を記憶する信号記憶手段と、
   一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づいてバルブスプールの位置を取得する際に、一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と信号記憶手段によって記憶したバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号との関係から、取得するバルブスプールの位置が中立位置からバルブスプールの移動範囲の一端側と他端側のいずれにあるかを判断して、第１関係式取得手段で取得した第１関係式または第２関係式取得手段で取得した第２関係式を設定する関係式設定手段と、
   関係式設定手段によって設定された関係式を用いて一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づくバルブスプールの位置を取得するスプール位置取得手段と、を備えた
   作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置。
2. バルブボディに対するバルブスプールの中立位置は、バルブスプールの移動範囲の中間部において付勢手段によって保持される位置である
   請求項１に記載の作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置。
3. 一対の位置検出部のそれぞれの出力信号をＶ１，Ｖ２とし、バルブスプールの位置をＬとすると、
   第１関係式は、Ｌ＝Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）×αｐ＋βｐであって、αｐとβｐを、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号（Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚ）と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の一端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号（Ｖ１ｐｓ，Ｖ２ｐｓ）から求め、
   第２関係式は、Ｌ＝Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）×αｍ＋βｍであって、αｍとβｍを、バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号（Ｖ１ｚ，Ｖ２ｚ）と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の他端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号（Ｖ１ｍｓ，Ｖ２ｍｓ）から求めることを特徴とする請求項１又は２記載された作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出装置。
4. バルブボディに対してバルブスプールを移動させることによりアクチュエータに供給する作動油の流れを制御するコントロールバルブと、コントロールバルブを操作するバルブ操作機構と、互いにバルブスプールの移動する方向に並ぶように配置されバルブスプールと共に移動する被検出体との距離に応じた信号を出力する一対の位置検出部と、を備え、一対の位置検出部のそれぞれの出力した信号に基づいてバルブボディに対するバルブスプールの位置を検出する作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出方法であって、
   バルブボディに対するバルブスプールの中立位置における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第１位置検出信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の一端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第２位置検出信号と、バルブボディに対するバルブスプールの移動範囲の他端における一対の位置検出部のそれぞれが出力した第３位置検出信号と、を記憶する信号記憶工程と、
   信号記憶工程において記憶した第１位置検出信号及び第２位置検出信号に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との関係式を取得する第１関係式取得工程と、
   信号記憶工程において記憶した第１位置検出信号及び第３位置検出信号に基づいて、一対の位置検出部のそれぞれの出力信号とバルブスプールの位置との関係式を取得する第２関係式取得工程と、
   バルブスプールの位置を取得する際に、第１位置検出信号と第２，第３位置検出信号との関係から、取得するバルブスプールの位置が中立位置からバルブスプールの移動範囲の一端側と他端側のいずれにあるかを判断して、一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号と第１位置検出信号との関係に基づいて第１関係式取得工程で取得した第１関係式または第２関係式取得工程で取得した第２関係式を設定する関係式設定工程と、
   関係式設定工程において設定した関係式を用いて一対の位置検出部のそれぞれが出力した信号に基づくバルブスプールの位置を取得するスプール位置検出工程と、を有している
   作業機械用コントロールバルブのスプール位置検出方法。

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